内容正文:
培优专题03 二次函数实际问题建模题型归纳
常考题型·精准突破
题型1:图形问题
题型2:图形运动问题
题型3:拱桥问题
题型4:销售问题
题型5:投球问题
题型6:喷水问题
题型7:增长率问题
题型8:其它问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1 图形问题
1.如图,有一张长,宽的矩形纸板,在它的四个角处分别裁去一个同样的小正方形,再沿图中的虚线折起,做成一个无盖的长方体纸盒,则该纸盒侧面积的最大值是( )
A. B. C. D.
2.下面的三个问题中都有两个变量:
①用长度一定的绳子围成一个矩形,矩形的面积y与一边长x;
②汽车从A地匀速行驶到B地,汽车的剩余路程y与行驶时间x;
③将水箱中的水匀速放出,直至放完,水箱中的剩余水量y与放水时间x.
其中,变量y与变量x之间的函数关系可以用如图所示的图象表示的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
3.如图所示,是一个长、宽的矩形花园,根据需要将它的长缩短、宽增加,要想使修改后的花园面积达到最大,则__________.
4.如图,有长为30米的篱笆,一面利用长为12米的墙,花圃的一边靠墙,围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃(连接处的篱笆长度不计),则花圃的最大面积是__平方米.
5.在创城活动中,某小区想借助如图所示的互相垂直的两面墙(墙体足够长),在墙角区域用长的篱笆围成一个矩形花园.设.
(1)若围成花园的面积为,求的值.
(2)已知在点处有一棵树,且与墙体的距离为,与墙体的距离为.如果在围建花园时,要将这棵树围在花园内(含边界上,树的粗细忽略不计),那么能围成的花园的最大面积是多少?
◆题型2 图形运动问题
1.如图所示,在中,,,点是边上一动点,沿的路径移动,过点作于点,设,的面积为S,则下列能大致反映S与m函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,直角三角形中,,且.设直线截此三角形所得的阴影部分面积为,则与之间的函数关系的图象为( )
A. B.
B. C. D.
3.为了实时规划路径,卫星导航系统需要计算运动点与观测点之间距离的平方.图1,点P是一个固定观测点,运动点Q从A处出发,沿笔直公路向目的地B处运动.设为x(单位:),为y(单位:).如图2,y关于x的函数图象与y轴交于点C,最低点,且经过和两点.
请回答下列问题:
(1)________;
(2)当时,则的长度为______.
4.如图,在中,,为上一点,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿的方向匀速运动,到达点时停止,以为边作正方形.设点的运动时间为,正方形的面积为,当点由点运动到点时,经研究发现是关于的二次函数,并绘制成如图2所示的图象.
(1)___________;(2)____________.
5.如图,在四边形中,,,点P,Q同时出发,点P从点B出发以的速度向点A运动,到点A停止,点Q以的速度沿A→D→C运动,到点C停止,设点P的运动时间为,的面积为,
(1)求的长:
(2)求S关于的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围.
◆题型3 拱桥问题
1.如图,一抛物线型拱桥,当拱顶到水面的距离为2米时,水面宽度为4米;那么当水位下降2米后,水面的宽度为( )米
A. B. C.6 D.
2.如图所示,某建筑物有一抛物线形的大门,小树想知道这道门的高度,他先测出门的宽度,然后用一根长为的小竹竿竖直地接触地面和门的内壁,并测得,则门高为( )
A. B. C. D.
3.如图,是抛物线形沟渠,当沟渠水面宽度时,水深,当水面上升时,水面宽度为________m
4.如图1,玛曲黄河大桥位于甘肃玛曲县城南,北连玛曲县城,南通阿万仓乡,是甘肃省黄河上游的第一座桥梁,因此有“黄河第一桥”之称.如图2是它的部分示意图,可近似地用抛物线的一部分表示,若当水面宽度为时,水面到拱顶的高度为,当水位在此基础上继续上涨时,水面的宽度为______m(结果保留根号).
5.某公园草坪的防护栏形状是抛物线形,为了牢固起见,每段护栏需要间距加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点距底部(如图),求其中防护栏支柱的长度.
◆题型4 销售问题
1.中国传统手工艺品,如中国结,油纸伞,团扇等,是古代先民智慧和勤劳的结晶,是中华传统文化的表达方式之一,也是各地传统风俗的体现.某工艺品店出售某种手工团扇,若每个获利x元,一天可售出个,为了使一天出售该种手工艺品的总利润y(元)最大,则x的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
2.某商店销售一批龙东特色农产品,每件进价为10元,若按每件15元出售,每天可售出200件;若每件提价1元,每天的销售量就减少10件,设每件售价为x元(),每天的利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
3.信阳毛尖又称豫毛峰,是中国十大名茶之一,也是河南省著名特产之一.已知一批信阳毛尖每罐的进价为30元,售价定为50元/罐时,每天可销售60罐,为了促进销售,商家决定采取适当的降价措施,经调查发现,售价每降低2元,每天销量可增加20罐(销售单价不低于进价),则商家降价能获得的最大利润为_____元.
4.某商店销售一种玩具,每件的进货价为40元,经市场调研,当该玩具每件的销售价为50元时,每天可销售200件;当每件的销售价每增加1元,每天的销售数量将减少10件,现该商店决定涨价销售,若该玩具每件销售价不低于57元,则销售该玩具每天获得的利润w最大为____元.
5.某商贸公司以每千克40元的价格购进一种干果,计划以每千克60元的价格销售,为了让顾客得到更大的实惠,现决定降价销售,已知这种干果销售量y(千克)与每千克降价x(元)()之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)商贸公司要想获利2090元,同时让顾客得到更大的实惠,则这种干果每千克应降价多少元?
(3)该干果每千克降价多少元时,商贸公司获利最大?最大利润是多少元?
◆题型5 投球问题
1.如图,铅球的出手点C距地面1米,出手后的运动路线是抛物线,出手后4秒钟达到最大高度3米,则铅球落地点到出手点的时间为( )
A. B.8 C. D.9
2.从地面竖直向上抛出一个小球,小球的高度(单位:)与小球的运动时间(单位:)之间的关系是.有下列结论:
①小球从抛出到落地需要;
②小球运动中的高度可以是;
③小球运动时的高度小于运动时的高度.
其中,正确结论的个数是()
A.0 B.1 C.2 D.3
3.如图,羽毛球的运动路线可以看作是一条抛物线,若不考虑外力因素,羽毛球飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间满足关系:,则羽毛球飞出的水平距离为______米.
4.如图所示,是一个学生推铅球时,铅球行进的高度y(米)与水平距离x(米)的函数图象,观察图象,铅球到达最高点时距离地面________米,铅球被推出的距离是________米.
5.如图,小静和小林在玩沙包游戏,沙包(看成点)抛出后,在空中的运动轨迹可看作抛物线的一部分,小静和小林分别站在点和点处,测得距离为,若以点为原点,所在直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,小林在距离地面的处将沙包抛出,其运动轨迹为抛物线的一部分,小静恰在点处接住,然后跳起将沙包回传,其运动轨迹为抛物线的一部分.
(1)求,的值.
(2)小林在轴上方的高度上,且到点水平距离不超过的范围内可以接到沙包,若小林成功接到小静的回传沙包,求的整数值.
◆题型6 喷水问题
1.如图为喷泉某一截面的水流可看作关于轴对称的两条抛物线,右侧水流的竖直高度与距水管的水平距离之间满足,则的长为( )
A. B. C. D.
2.喷泉水流从垂直于水池底面的水管喷出,米.水流在各个方向上沿抛物线路径落入水池内.水流的落点到的水平距离为米.水流喷出的高度(米)与水平距离(米)满足关系,则水流喷出的最大高度是( )
A.米 B.米 C.米 D.米
3.大自然中有一种神奇的鱼——射水鱼,它能以极快的速度从口中射出水柱击落昆虫来捕食,射出的水柱呈抛物线形.如图,以射水鱼所在的位置为原点O建立平面直角坐标系,设水柱距水面的高度为,与射水鱼的水平距离为,y与x的函数表达式为,水柱的最大高度为.一只昆虫位于点处,水柱形成的时间忽略不计,射水鱼从原点O出发,需要水平向右游动________的距离才能击中昆虫.
4.某广场上有一个小型喷泉,水流从垂直于地面的水管喷出,的长为,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落到地面上,某方向上抛物线路径的形状如图所示,落点到点的距离为.建立平面直角坐标系,水流喷出的高度(单位:)与水平距离(单位:)之间近似满足函数关系式(),则水流喷出的最大高度为_____________.
5.某市消防中队引进一种新型用于高层消防的举高喷射消防车,为了熟练掌握其性能,在某广场进行了一次消防演练.如图所示,打开云梯后,消防车喷水口离地面的高度为,水流落地点为点,喷出的水流呈抛物线型.以所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系.(喷水装置和水流粗细忽略不计)已知,,从处喷出的水流高度与水平距离之间的关系为.
(1)求,的值;
(2)在水压和喷口方向不变的情况下,此时水流高度能达到的最大高度是多少米?
(3)点在点正前方米处,在水压和喷口方向不变的情况下,要求在处的水流高度达到米,则消防车从点沿方向应至少前进多少米?
◆题型7 增长率问题
1.红光公司今年月份生产儿童玩具万件,计划之后两个月增加产量,如果月平均增长率为,那么第三季度儿童玩具的产量(万件)与之间的关系应表示为( )
A. B.
C. D.
2.共享单车为市民的出行带来了方便,某单车公司第一个月投放1000辆单车,计划第三个月投放单车数量比第一个月多440辆,设该公司第二、三个月投放单车数量的月平均增长率为x,则x的值为( )
A.1.2 B. C. D.
3.某玩具厂7月份生产玩具200万只,9月份生产该玩具y(万只).设该玩具的月平均增长率为x,则y与x之间的函数表达式是____.
4.农机厂第一个月水泵的产量为50(台),第三个月的产量y(台)与月平均增长率x之间的关系表示为___________.
5.芯片行业是制约我国工业发展的主要技术之一.经过大量科研、技术人员艰苦攻关,我国芯片有了新突破.某芯片实现国产化后,芯片价格大幅下降.原来每片芯片的单价为元,准备进行两次降价,如果每次降价的百分率都为,经过两次降价后的价格为(元).
(1)求与之间的函数关系式;
(2)如果该芯片经过两次降价后每片芯片单价为元,求每次降价的百分率.
◆题型8 其它问题
1.小明以二次函数的图象为灵感设计了一款杯子,如图为杯子的设计稿,若,,则杯子的高为( )
A.14 B.11 C.6 D.3
2.电暖气(如图1)可以通过旋钮开关调节电路的总电阻来控制电流的变化,从而实现功率的改变.在额定功率范围内,电暖气电路的电流I(单位:A)与实际功率P(单位:W)的二次函数图象如图2所示,下列结论中错误的是( )
A.当时,
B.P与I的函数关系式是
C.在额定功率范围内,P随I的增大而增大
D.I每增加,P的增加量相同
3.在北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛中,我国运动员的精彩表现让人叹为观止,已知运动员从高的跳台滑出后的运动路线是一条抛物线,设她与跳台边缘的水平距离为,与跳台底部所在水平面的竖直高度为,y与x的函数关系式为,当她与跳台边缘的水平距离为________m时,竖直高度达到最大值.
4.从地面竖直向上发射的物体离地面的高度(单位:)满足关系式,其中(单位:)是物体运动的时间,(单位:)是物体被发射时的速度.社团活动时,科学小组在实验楼前从地面竖直向上发射小球.小球被发射后________时离地面的高度最大(用含的代数式表示).
5.问题情境
新能源汽车高质量超级充电站快速发展,致力于实现“1秒钟充电1公里”.如图1,是一个新能源超级充电站,勤思小组对该超级充电站的设计方案和消防设备进行了研究.
研究步骤
如图2是该超级充电站的截面图,是安装充电桩的墙面,是充电站顶部的膜结构棚顶,可近似地看作抛物线的一部分,以点O为原点,表示地面的直线为x轴,所在的直线为y轴,建立如图2所示的平面直角坐标系.已知,点B为所在抛物线的最高点,其坐标为.
(1)求所在抛物线的函数表达式.
问题解决
如图2,点C是上干粉灭火器的安装点,是长度为的干粉灭火器装置,点D为干粉喷射点.已知干粉喷射点D距离地面时,对地面的保护半径为.对空间的保护截面可近似地看作顶点为D的抛物线与x轴组成的封闭区域.安装点C可根据需要在所在抛物线上滑动,从D点喷出的干粉形成的抛物线形状相同.
(2)若干粉喷射点D距地面的高度恰好为时,灭火器喷射时能不能覆盖着火点?请说明理由.
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1.杭州世界羽联巡回赛总决赛,我国运动员勇夺混双冠军,羽毛球在空中行进的高度y(米)与水平距离x(米)之间满足关系为,则羽毛球飞出的最大高度为( )
2.水上乐园是主题公园的一种,多数娱乐设施与水有关,常见的设施有:水滑梯、造浪设备、漂流河、滑板等.如图1,是水滑梯项目中的一段滑道,滑道路线可以看作是抛物线的一部分,小强从这段滑道的最高处下滑,其路线如图2所示,当他在水平方向滑行了时,下滑到最低点C处,即点C的坐标为,由于惯性再滑动一段后到达点B,从点B处落入水中.若点B的坐标为,则小强下滑前的竖直高度(即的长)为( )
A. B. C. D.
3.如图,物流无人机在配送包裹时,将无人机当作一个点看,其飞行轨迹可近似看作抛物线的一部分,设无人机从地面原点处起飞,飞行路线为 ,已知无人机在飞行过程中达到的最大高度为米,则该抛物线的解析式为( )
A. B.
C. D.
4.如图,是等腰直角三角形,,,点是边上一个动点,沿的路径运动,过点作于点,设,的面积为,则下列能大致反映与函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
5.如图,在体育测试中,小亮同学掷实心球时,实心球沿抛物线运行,其中是实心球离初始位置的水平距离,是实心球离地面的高度.若实心球抛出时离地面的高度为,则实心球掷出的水平距离为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
6.我们在求代数式的最小值时,可以考虑用如下方法求得:
解:
∵,∴,∴的最小值是4.
请用上面的方法解决下列问题,某居民小区要在一块一边靠墙(墙长)的空地上建一个长方形花园,花园一边靠墙,另三边用总长为的栅栏围成.如图,设,则当_____时,花园的面积最大是_____.
7.道县某商贸公司以每千克40元的价格购进一种干果,计划以每千克60元的价格销售,为了让顾客得到更大的实惠,现决定降价销售,已知这种干果销售量y(千克)与每千元降价x(元)之间满足一次函数关系(其图象如图所示),则这种干果每千克降价___________元时,可获得最大利润.
8.如图,某建筑物的截面可以视作由两条线段,和一条曲线围成的封闭的平面图形.已知 ,曲线是以点为顶点的抛物线的一部分, ,点到、的距离分别为 和 ,则的长为________________.
9.2026年6月11日晚,“吴越杯”足球赛决赛,金华队对阵温州队.金华队在第83分钟时一记大力抽射,扳平比分.最终点球以战胜温州队,获得冠军.如图,据球迷目测,该球员在距离球门24米处射门,当球飞出14米远处,达到最高点,最终在球门离地面1.2米高处入网.这条抛物线的表达式为_________.
10.如图1,据生物学资料介绍,射水鱼会从口中射出一股水流击中昆虫达到捕食目的,其射出的水流可以看作一条抛物线的一部分(不考虑空气阻力).图2是一次捕食中一条射水鱼发现一只昆虫后射出水流的图象,其中水流从点射出,水流运动的高度与水平距离近似满足函数关系.若这只昆虫在点,则这次射出的水流______击中昆虫.(填“能”或“不能”)
11.发石车(图1)是古代一种攻城器械,据《三国志》记载:曹操创制发石车,攻破袁绍军壁楼.如图2,发石车位于点O处,其前方有一堵壁楼,其防御墙的竖直截面为矩形,墙宽为2米,点B与点O的水平距离为28米,垂直距离为6米.以点O为原点,水平方向为x轴方向,建立坐标系,将石块当作一个点看,其飞行路线近似看作抛物线.
(1)若发射石块在空中飞行的最大高度为10米,求函数表达式(不写x的范围);
(2)石块能否飞越防御墙?请说明理由.
12.学校科学社团成员制作了一个物体发射器,可使用该发射器从地面竖直向上发射出物体,已知发射出的物体离地面的高度h(单位:m)满足关系式,其中t(单位:s)是物体运动的时间,用发射器(发射器的高度忽略不计)将一个小球以初速度从地面竖直向上发射.小球的高度能否达到?若能,请求出运动时间;若不能,请说明理由.
13.某地欲搭建一桥,桥的底部两端间的距离称跨度,桥面最高点到的距离称拱高,如图,已知这座桥的跨度米,拱高米,且设计方案为抛物线型,抛物线的解析式为.现有一艘宽为15米的货船,船舱顶部为方形,并高出水面米,此货船能否顺利通过这座桥?请说明理由.
14.实心球是某地中考体育项目之一,小军在某次掷实心球训练中,实心球被掷出后的运动路线可以看作是如图所示的抛物线的一部分,已知小军投掷时出手点距地面(即),实心球的落地点在点处,且球运动至最高点时距地面,距出手点的水平距离为.设实心球掷出后距地面的竖直高度为,距出手点的水平距离为.以所在直线为轴,所在直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求图中抛物线的函数解析式;
(2)若实心球投掷成绩(即出手点与落地点的水平距离)不小于为满分,请判断小军本次投掷实心球能否得满分.
15.在蔬菜之乡寿光,高温蔬菜大棚(如图1)种植技术已十分成熟.付峰同学家建有一个长为160米的蔬菜大棚,其横截面顶部为抛物线型,大棚的一端固定在离地面高1米的透明墙体A处(墙体A的一面,面向正南),另一端固定在离地面高3米的墙体处(B处为厚实土墙),现对其横截面建立如图2所示的平面直角坐标系.已知大棚上某处离地面的高度(米)与其离墙体A的水平距离(米)之间的关系满足,现测得两墙体之间的水平距离为12米.
(1)直接写出的值;
(2)求大棚的最高处到地面的距离;
(3)付峰同学的爸爸欲在大棚内种植黄瓜,需搭建高为米的竹竿支架若干,已知大棚内可以搭建支架的土地平均每平方米需要4根竹竿,则共需要准备多少根竹竿?
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培优专题3二次函数实际问题建模题型归纳
常考题型精准突破
◆题型1图形问题
1.C
2.C
、>
3.
4.72
5.
【详解】(1)解:由题意,得x(28-x)=192,
解得=12,x2=16
即x的值是12或16:
(2)解:设矩形花园的面积为S,则S=x(28-)=-x2+28x=-(x-14)}+196,
1<0,
∴.当x<14时,S随x的增大而增大,当x>14时,S随x的增大而减小.
x26,
由题意,得
28-x≥15,解得6≤x≤13
.当x=13时,S取得最大值,S最大=195
答:能围成的花园的最大面积是195m2.
◆题型2图形运动问题
1.B
2.C
3.13
3V10
4.2
42
5.
【详解】(1)解:如图1,过点D作DE⊥AB,垂足为E
1/11
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E
D
B
C.∠AED=∠DEB=90°
AB∥CD,∠C=90°,
.∠B=180°-∠C=90°
.∠B=∠C=∠DEB=90°.
∴四边形DEBC为矩形
∴.DE=BC=4,BE=CD=3,
∴AE=AB-BE=3.
在Rt△AED中,AD=√AE2+DE2=V32+42=5.
2)解:当p和4重合时,1=6+1=6s:当0和D重合时,1=5号5
3=4S;当Q和c重合时,
15+别号-,
①如图,当0<1s15。
时,p在AB上,Q在AD上,此时BP=1:A0-专,过点Q作2M1AB于M
M-
D
P
B
图1
∴.∠AMQ=90°=∠AED
又:∠A=∠A,
.△AMQ∽△AED
AO MO
AD DE
5
4
解得0=
15
2111
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21515
当<1≤6t,p在B上Q在cD上,过点O作QN1AB:此时BP=”
②如图2,当
EF-
D
Q
C
图2
∴.∠QNB=∠ABC=∠C=90
·四边形QNBC为矩形.
∴QW=BC=4
SABPO=
B即.N0=)4=2
2
综上所述:
S-
(15
<t≤6
4
◆题型3拱桥问题
1.D
2.B
3.4V3
4.55
5.
【详解】解:以防护栏的最高点为原点,以AA的中垂线为y轴,建立如图所示坐标系,由题意可知:点
C坐标为(1,-0.5),
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B
0.5
AA40.4
C
2
设抛物线的解析式为:y=ax2,将点C坐标代入得:-0.5=ax12
a=-0.5
.抛物线的解析式为:y=0.5x2,
由题意可得点A的横坐标为0.6,
∴点B的纵坐标为:y=0.5×(0.6)2=0.18,
0.5-0.18=0.32.
.防护栏支柱AB的长度为0.32m.
◆题型4销售问题
1.A
2.B
3.1690
4.2210
5.
【详解】(1)解:设y与x之间的函数关系式为y=ac+b(k≠0)
2k+b=120
把(2,120)和(4,140)代入得14k+b=140:
[k=10
解得1b=100
所以y与x之间的函数关系式为y=10x+100(0<x<20),
(2)根据题意得:(60-40-x)10x+100)=2090,
解得x=1或x=9,
为了让顾客得到更大的实惠,所以x=9,
因此,这种干果每千克应降价9元:
(3)设利润为w元,
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根据题意得w=(60-40-x(10x+100)=-10x2+100x+2000,
配方得w=-10(x2-10x)+2000=-10(x-5)}2+250+2000=-10(x-5}2+2250,
抛物线开口向下,当x=5时,取得最大值2250
故该干果每千克降价5元时,商贸公司获利最大,最大利润是2250元.
◆题型5投球问题
1.C
2.B
3.5
4.5
10
5.
【详解】(1)解:由题意,得B(6,),
将B(6,1)代入抛物线C:y=a(x-3)'+2,得
1=9a+2,
1
解得a=-
9
抛物线Cy=-gc-3+2
.x=0时,y=1,
c=1
(2)解::小林在x轴上方1m的高度上,且到点A水平距离不超过1m的范围内可以接到沙包,
∴此时,点B的坐标范围是(5,)~(7,1)
当抛物线C经过点(5,1)时,
1=-x25+0×5+1+1,
8
8
紫利n-号
当抛物线C,经过点(7,1)时,
49+x741+1,
1
8
5/11
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41
解得n=
7
17
7
,n为整数,
∴.符合条件的n的整数值为4,5.
◆题型6喷水问题
1.c
2.B
15
3.3或3
4.2m/2米
5.
【详解】(1)解:,OA=2lm,OB=7m,
.A(0,21),B(7,0).
c=21
将A(0,21)和B(7,0)代入y=-3x2+bx+c中,得-3×72+7b+c=0:
b=18
解得1c=21
(2)解:由(1)知抛物线的表达式为:y=-3x2+18x+21,
将表达式转化为顶点式为:y=-3(x-3)+48,
∴抛物线的顶点坐标为(3,48)
∴.水流高度能达到的最大高度是48米;
(3)解:令y=36,即-3x2+18x+21=36,整理得:x2-6x+5=0,
解得:=1,x2=5,
:点C在点B正前方1米处,
C(80)
∴至少需前进8-5=3(米),
消防车从O点沿OB方向应至少前进3米。
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◆题型7增长率问题
1.D
2.C
3.y=2001+x)2
4.y=501+x)2
5.
【详解】(1),每次降价的百分率都为x,经过两次降价后的价格为少(元)
:依题意得:y=200(1-x},
·y与x之间的函数关系式为y=200(1-x:
(2)依题意得:200(1-x)=128.
解得:x=0.2=20%,x=1.8(不符合题意,舍去),
∴.每次降价的百分率为20%。
【点睛】本题考查了一元二次方程的应用以及二次函数关系式,解题的关键是:(1)根据各数量之间的
关系,找出y关于x的函数关系式;(2)找准等量关系,正确列出一元二次方程
◆题型8其它问题
1.B
2.D
3.8
4.0
5.
【详解】(1)解:由题意,AB所在抛物线的顶点坐标为(4,3.5),点A(0,2.5),
,设AB所在抛物线的解析式为y=a(x-4)+3.5,
1
将点40,2.5)代入得2.5=a(0-42+3.5,解得a=-
16,
、4B所在抛物线的解析式为y=16
c+35,即y
x+2x+2.5
2)解:不能覆盖着火点(4,)
7111
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理由如下,由题意得,c=3+0.41=3.41
1
对于y=16x-4+35,
令y=341则3.41=16x-4+35.解得x=52或x=28
5.2>4,
点C(2.8,3.41).
∴点D(2.8,3)
设此时抛物线的解析式为y=b(x-2.8)2+3,
,对地面的保护半径为2m,
∴此抛物线与x轴的两个交点为(2.8-2,0)和(2.8+2,0),即(0.8,0)和(4.8,0),
将0.8,0代入得0=b0.8-28+3,解有b=-
4
∴抛物线的解析式为y=
46-2.82+3.
令x=1,则y=0.57<1,
“点(,)在抛物线与x轴形成的区域的外侧,
“不能覆盖着火点(山,):
综合攻坚知能拔高
1.A
2.C
3.C
4.B
5.D
6.5
50m2
7.5
8.3
9少r+
80
4+1.2
10.不能
8111
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11.
【详解】(1)解:由题意得,函数的最大值为10,即k=10,
将点(0,0)代入抛物线y=a(x-202+10,得a(0-20)2+10=0,
1
解得a=
40:
:此抛物线的表达式y=0c-20+10】
(2)石块能飞越防御墙:
理由如下:由题意知,点B的坐标为(28,6),
.C(30,6):
当x=30时,y=-
×(30-20)2+10=7.5>6.
40
.石块能飞越防御墙
12.
小球的高度不能达到5.5m,理由如下:
%=10m/s,
.h=-5t2+10t
根据题意,把h=5.5代入h=-52+10t,得5.5=-52+10t,
.52-10t+5.5=0
△=(-10)2-4×5×5.5=-10<0,
∴方程无实数根,
.小球的高度不能达到5.5m.
13.
货船不能顺利通过这座桥,理由如下:
当v=2.2时,即2.2=202+5
解得x=214,x2=-214
2W14-(-214)=214+214=414,且414<15,
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∴货船不能顺利通过该桥。
14.
【详解】(1)解:由题意,可知抛物线最高点的坐标为(4,3.4),
设抛物线的表达式为y=a(x-4)+3.4,
将(0,1.8)代入y=a(x-4)+3.4,
得16a+3.4=1.8,
解得a=0.1.
∴本次掷实心球时运动路线所在抛物线的表达式为y=-0.1(x-4)+3.4;
(2)解:令-0.1(x-4)+3.4=0,
解得x=4+V34(负值已舍去),
∴实心球出手点与着陆点的水平距离为(4+V34)m.
V34<V36,即V34<6,
.4+V34<10<12.4,
.小军本次投掷实心球不能得满分
15.
【详解】(1)解:由题意知点A坐标为(0,),点B坐标为(2,3)
c=1
将、坐林1y三-x+bx+。得:了
y=-
3、1
12
122+12b+c
7
b=
解得:
6:
c=1
(2)解:y=-
+名*1=e-1-1到=-+g
6
61
61
当x=7时,y有最大值12,即大棚最高处到地面的距离为12米:
2时,++1-3
25
、1
25
(3)解:当y=
6
12
解得=1,x2=13
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,0≤x≤12,
∴,大棚内可以搭建支架的土地的宽为12-1=11(米),
又,大棚的长为160米,
∴需要搭建支架部分的土地面积为160×11=1760(平方米)
:共需要1760×4=7040(根)竹竿.
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培优专题03 二次函数实际问题建模题型归纳
常考题型·精准突破
题型1:图形问题
题型2:图形运动问题
题型3:拱桥问题
题型4:销售问题
题型5:投球问题
题型6:喷水问题
题型7:增长率问题
题型8:其它问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1 图形问题
1.如图,有一张长,宽的矩形纸板,在它的四个角处分别裁去一个同样的小正方形,再沿图中的虚线折起,做成一个无盖的长方体纸盒,则该纸盒侧面积的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设裁去的小正方形边长为,该纸盒侧面积为,根据题意得,然后通过二次函数的性质即可求解.
【详解】解:设裁去的小正方形边长为,该纸盒侧面积为,
∴
,
∵,
∴抛物线开口向下,
∵对称轴为直线,
∴当时,有最大值,为.
2.下面的三个问题中都有两个变量:
①用长度一定的绳子围成一个矩形,矩形的面积y与一边长x;
②汽车从A地匀速行驶到B地,汽车的剩余路程y与行驶时间x;
③将水箱中的水匀速放出,直至放完,水箱中的剩余水量y与放水时间x.
其中,变量y与变量x之间的函数关系可以用如图所示的图象表示的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】C
【分析】观察图象可知,y与x是一次函数关系,y随x的增大而减小,分别列出三个问题中的函数关系式进行判断即可.
【详解】解:观察图象可知,y与x是一次函数关系,y随x的增大而减小,
①设绳子长为L,则矩形另一边长为,∴,是二次函数,不符合题意;
②设A、B两地距离为S,汽车速度为v, ∴,是一次函数,且y随x的增大而减小,符合题意;
③设水箱原有水量为V,放水速度为v, ∴,是一次函数,且y随x的增大而减小,符合题意;
综上,符合图象的是②③.
3.如图所示,是一个长、宽的矩形花园,根据需要将它的长缩短、宽增加,要想使修改后的花园面积达到最大,则__________.
【答案】
【分析】先根据矩形的面积公式列出函数关系式,再根据二次函数的性质即可求得结果.
【详解】解:由题意得修改后的花园面积,
∵,
∴当时,修改后的花园面积达到最大.
4.如图,有长为30米的篱笆,一面利用长为12米的墙,花圃的一边靠墙,围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃(连接处的篱笆长度不计),则花圃的最大面积是__平方米.
【答案】72
【分析】本题考查二次函数的应用.设花圃面积为S,长x米,则米,用x表示出S,进而根据长为12米的墙得到自变量的取值范围,结合二次函数的性质和自变量的取值范围可得花圃的最大面积.
【详解】解:设花圃面积为S,长x米,则米,
,
抛物线的开口向下,对称轴为直线,
,
时,S最大,花圃的最大面积是(平方米),
故答案为:72.
5.在创城活动中,某小区想借助如图所示的互相垂直的两面墙(墙体足够长),在墙角区域用长的篱笆围成一个矩形花园.设.
(1)若围成花园的面积为,求的值.
(2)已知在点处有一棵树,且与墙体的距离为,与墙体的距离为.如果在围建花园时,要将这棵树围在花园内(含边界上,树的粗细忽略不计),那么能围成的花园的最大面积是多少?
【答案】(1)12或16
(2)
【分析】(1)根据题意可以列出相应的方程,再求出解即可;
(2)根据题意可得到S关于x的关系式,然后化为顶点式,再根据题意列出关于x的不等式组,从而可以得到围成的花园的最大面积.
【详解】(1)解:由题意,得,
解得,
即x的值是12或16;
(2)解:设矩形花园的面积为,则,
,
当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小.
由题意,得解得.
当时,取得最大值,.
答:能围成的花园的最大面积是.
◆题型2 图形运动问题
1.如图所示,在中,,,点是边上一动点,沿的路径移动,过点作于点,设,的面积为S,则下列能大致反映S与m函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分两种情况分类讨论:当时,利用等腰直角三角形的性质得出与的函数关系的图象为开口向上的抛物线的一部分;当时,利用三角形面积公式得出y与x的函数关系的图象为开口向下的抛物线的一部分,然后利用此特征可对四个选项进行判断.
【详解】解:∵在中,,,
∴,,
过点C作与点H,
∴,
当时,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴抛物线开口向上,
当时,如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴抛物线开口向下,
故选项B符合题意.
2.如图所示,直角三角形中,,且.设直线截此三角形所得的阴影部分面积为,则与之间的函数关系的图象为( )
A. B.
B. C. D.
【答案】C
【分析】设直线交于点,交于点,容易证明是等腰直角三角形,则,计算得,结合二次函数的图象与性质进行判断即可.
【详解】解:如图,设直线交于点,交于点,
∴点的坐标为,
∴,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴也是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴与之间是二次函数关系,且该二次函数的图象开口向下,只有选项C符合.
3.为了实时规划路径,卫星导航系统需要计算运动点与观测点之间距离的平方.图1,点P是一个固定观测点,运动点Q从A处出发,沿笔直公路向目的地B处运动.设为x(单位:),为y(单位:).如图2,y关于x的函数图象与y轴交于点C,最低点,且经过和两点.
请回答下列问题:
(1)________;
(2)当时,则的长度为______.
【答案】 13
【分析】(1)如图1,作,在上取点H,使,连接,,,当时,动点Q运动到点H的位置,得到,当点Q运动到点G的时候,最小为81,,再由勾股定理求出m的值;
(2)求抛物线的解析式,将代入即可解答.
【详解】解:(1)如图1,过点P作于G,在上取点H,使,连接,,,
∵,
∵当时,动点Q运动到点H的位置,
则由题意和图象可知,
当点Q运动到点G的时候,最小,即:,,
在中,由勾股定理得:,
∴,
;
(2)由(1)得:,
∴,,
,
当时,点Q运动到点B,则,
∴,
,
∴,
∴,
,
∴抛物线的对称轴是直线,
∴顶点坐标为,
当,即点Q在A点时,
∴,
∴点C的纵坐标为250,
设抛物线的解析式为:,
把代入得:,
,
∴抛物线的解析式为:,
当时,,
∴,
∴(负值舍去).
4.如图,在中,,为上一点,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿的方向匀速运动,到达点时停止,以为边作正方形.设点的运动时间为,正方形的面积为,当点由点运动到点时,经研究发现是关于的二次函数,并绘制成如图2所示的图象.
(1)___________;(2)____________.
【答案】
【分析】本题主要考查二次函数的图象和性质,由图2可得:当点运动到点处时得出,勾股定理即可求解,当点P运动到点A处时,,由此可得的长,进而可得的长.理解题意,结合图象,运用数形结合的思想是解题的关键.
【详解】解:由图2可得:当点在点处时,,即
如图,连接,在中,,
当点运动到点处时,,
∴,
∴.
故答案为:,.
5.如图,在四边形中,,,点P,Q同时出发,点P从点B出发以的速度向点A运动,到点A停止,点Q以的速度沿A→D→C运动,到点C停止,设点P的运动时间为,的面积为,
(1)求的长:
(2)求S关于的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)如图1,作辅助线,构建梯形的高线,根据勾股定理可得的长;
(2)分两种情况:①当时,在上,在上;②当时,在上,在上;根据三角形面积公式可得求出.
【详解】(1)解:如图1,过点D作,垂足为E.
.
∵,,
.
.
∴四边形为矩形.
,,
∴.
在中,.
(2)解:当和重合时,;当和重合时,;当和重合时,;
①如图,当时.在上,在上,此时,,过点Q作于,
.
又,
.
,
.
解得.
.
②如图2,当时,在上,在上,过点Q作.此时,
.
∴四边形为矩形.
.
.
综上所述:.
◆题型3 拱桥问题
1.如图,一抛物线型拱桥,当拱顶到水面的距离为2米时,水面宽度为4米;那么当水位下降2米后,水面的宽度为( )米
A. B. C.6 D.
【答案】D
【分析】建立适当坐标系,设出函数解析式,把代入解析式求出a,然后把代入解析式即可.
【详解】解:以水面所在直线为x轴,以过拱顶垂直于水面的直线为y轴建立平面直角坐标系,如图,
根据题意设二次函数解析式为:,
把代入,得,
解得,
∴,
当时,,
解得,
∴水面的宽度为(米).
2.如图所示,某建筑物有一抛物线形的大门,小树想知道这道门的高度,他先测出门的宽度,然后用一根长为的小竹竿竖直地接触地面和门的内壁,并测得,则门高为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的应用,设抛物线的解析式为,由题意可得,,利用待定系数法求出抛物线的解析式即可求解,正确求出抛物线的解析式是解题的关键.
【详解】解:设抛物线的解析式为,
由题意可得,,,
把和代入得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∵当时,,
∴门高为,
故选:.
3.如图,是抛物线形沟渠,当沟渠水面宽度时,水深,当水面上升时,水面宽度为________m
【答案】
【分析】建立如图所示的平面直角坐标系,求出抛物线解析式,然后代入即可求解.
【详解】解:建立如图所示的平面直角坐标系,
设抛物线的解析式为,
∵抛物线过,代入得:
,
∴抛物线的解析式为,
当时,,
解得,
,
∴水面宽度为米.
4.如图1,玛曲黄河大桥位于甘肃玛曲县城南,北连玛曲县城,南通阿万仓乡,是甘肃省黄河上游的第一座桥梁,因此有“黄河第一桥”之称.如图2是它的部分示意图,可近似地用抛物线的一部分表示,若当水面宽度为时,水面到拱顶的高度为,当水位在此基础上继续上涨时,水面的宽度为______m(结果保留根号).
【答案】
【详解】根据图示建立平面直角坐标系,设抛物线解析式为顶点式,利用已知条件求出点的坐标并代入解析式求出的值,确定函数解析式,再根据水位上涨后的高度求出对应的值,再列式求出水面宽度,即可作答.
【点睛】解:设抛物线的解析式为.
由题意可知,抛物线顶点为原点,对称轴为轴,
∵,,且点在第四象限,
根据抛物线的对称性,点的横坐标为,纵坐标为,
即;
将点代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为,
当水位上涨时,水面到拱顶的距离变为.
此时水面上点的纵坐标为,
把代入,得,
解得,,
∴水面的宽度:.
5.某公园草坪的防护栏形状是抛物线形,为了牢固起见,每段护栏需要间距加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点距底部(如图),求其中防护栏支柱的长度.
【答案】防护栏支柱的长度为.
【分析】建立平面直角坐标系,由待定系数法求得抛物线的解析式,再将点的横坐标代入解析式,即可得出点的纵坐标,则可得出答案.
【详解】解:以防护栏的最高点为原点,以的中垂线为轴,建立如图所示坐标系,由题意可知:点坐标为,
设抛物线的解析式为:,将点坐标代入得:
,
抛物线的解析式为:,
由题意可得点的横坐标为,
点的纵坐标为:,
,
防护栏支柱的长度为.
◆题型4 销售问题
1.中国传统手工艺品,如中国结,油纸伞,团扇等,是古代先民智慧和勤劳的结晶,是中华传统文化的表达方式之一,也是各地传统风俗的体现.某工艺品店出售某种手工团扇,若每个获利x元,一天可售出个,为了使一天出售该种手工艺品的总利润y(元)最大,则x的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】A
【分析】根据利润(售价进价)销售量列出y关于x的二次函数关系式,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:由题意得,
整理得,
∵ 该二次函数的二次项系数
,
∴ 函数图象开口向下,有最大值,
配方得,
∴ 当时,取得最大值.
2.某商店销售一批龙东特色农产品,每件进价为10元,若按每件15元出售,每天可售出200件;若每件提价1元,每天的销售量就减少10件,设每件售价为x元(),每天的利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用总利润等于每件利润乘以销售量的关系,分别求出每件利润和实际销售量,即可推导得到函数关系式.
【详解】解:每件利润为元,
实际每天销售量为:,
∴.
3.信阳毛尖又称豫毛峰,是中国十大名茶之一,也是河南省著名特产之一.已知一批信阳毛尖每罐的进价为30元,售价定为50元/罐时,每天可销售60罐,为了促进销售,商家决定采取适当的降价措施,经调查发现,售价每降低2元,每天销量可增加20罐(销售单价不低于进价),则商家降价能获得的最大利润为_____元.
【答案】1690
【分析】设降价金额为元,根据“总利润=每罐利润×销售量”列出二次函数关系式,利用二次函数的性质求最大值即可.
【详解】解:设商家降价元,每天获得的利润为元,
∵ 每罐进价为元,原售价为元,
∴ 降价后每罐利润为元.
∵ 售价每降低元,销量增加罐,原销量为罐,
∴ 降价元后,销售量为罐,
又∵销售单价不低于进价,
∴,
解得,
总利润,
∵ ,二次函数开口向下,在顶点处取得最大值,顶点的横坐标为,满足,
将代入得,
因此商家降价能获得的最大利润为元.
4.某商店销售一种玩具,每件的进货价为40元,经市场调研,当该玩具每件的销售价为50元时,每天可销售200件;当每件的销售价每增加1元,每天的销售数量将减少10件,现该商店决定涨价销售,若该玩具每件销售价不低于57元,则销售该玩具每天获得的利润w最大为____元.
【答案】
【分析】根据每件利润乘以总销售量得到利润的二次函数解析式,再结合二次函数的性质和给定的自变量取值范围求解最大利润.
【详解】解∶设每件玩具涨价x元,
则利润,
∵每件销售价不低于57元销售,
∴,解得,
∵,抛物线开口向下,当时,w随x的增大而减小,
∴当时,w有最大值,为,
∴最大利润w为2210元.
5.某商贸公司以每千克40元的价格购进一种干果,计划以每千克60元的价格销售,为了让顾客得到更大的实惠,现决定降价销售,已知这种干果销售量y(千克)与每千克降价x(元)()之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)商贸公司要想获利2090元,同时让顾客得到更大的实惠,则这种干果每千克应降价多少元?
(3)该干果每千克降价多少元时,商贸公司获利最大?最大利润是多少元?
【答案】(1)
(2)9元
(3)该干果每千克降价5元时,商贸公司获利最大,最大利润是2250元
【分析】(1)利用待定系数法,根据图象上的两点坐标和列出方程组求解;
(2)根据“总利润单件利润销售量”建立一元二次方程,解方程后根据“让顾客得到更大的实惠”这一条件筛选合适的解;
(3)建立总利润关于降价x的二次函数关系式,利用配方法或公式法求二次函数的顶点坐标,从而得出最大值.
【详解】(1)解:设y与x之间的函数关系式为,
把和代入得,
解得,
所以与之间的函数关系式为;
(2)根据题意得:,
解得或,
为了让顾客得到更大的实惠,所以,
因此,这种干果每千克应降价9元;
(3)设利润为元,
根据题意得,
配方得,
抛物线开口向下,当时,w取得最大值2250.
故该干果每千克降价5元时,商贸公司获利最大,最大利润是2250元.
◆题型5 投球问题
1.如图,铅球的出手点C距地面1米,出手后的运动路线是抛物线,出手后4秒钟达到最大高度3米,则铅球落地点到出手点的时间为( )
A. B.8 C. D.9
【答案】C
【分析】先求出抛物线的解析式,再求出它与轴的正半轴的交点的横坐标即可.
【详解】解:设抛物线的解析式为,
又它与轴的交点坐标为,
所以,
解得:,
所以抛物线的解析式为,
当时,,
解得:,,
所以铅球落地点到出手点的时间为秒.
2.从地面竖直向上抛出一个小球,小球的高度(单位:)与小球的运动时间(单位:)之间的关系是.有下列结论:
①小球从抛出到落地需要;
②小球运动中的高度可以是;
③小球运动时的高度小于运动时的高度.
其中,正确结论的个数是()
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的实际应用,分别通过解方程求落地时间,配方求最大高度,代入计算函数值比较大小,逐一验证三个结论即可.
【详解】解:①:小球落地时高度,令,
得,
因式分解得,
解得或,
为抛出时刻,因此小球从抛出到落地需要,①正确.
②:,
,
的最大值为,,
因此小球高度不可能达到,②错误.
③:当时,,
当时,,
,
因此小球运动时的高度大于运动时的高度,③错误.
综上,正确结论的个数是,故选B.
3.如图,羽毛球的运动路线可以看作是一条抛物线,若不考虑外力因素,羽毛球飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间满足关系:,则羽毛球飞出的水平距离为______米.
【答案】5
【分析】根据羽毛球飞出的水平距离即为抛物线与x轴正半轴交点到原点的距离求出即可.
【详解】解:当时,,
解得(舍去),,
∴羽毛球飞出的水平距离为5米.
4.如图所示,是一个学生推铅球时,铅球行进的高度y(米)与水平距离x(米)的函数图象,观察图象,铅球到达最高点时距离地面________米,铅球被推出的距离是________米.
【答案】 5 10
【分析】由图知,图象的最高点(顶点)的纵坐标代表铅球行进过程中的最大高度,图象与x轴的交点(时)的横坐标代表铅球落地时的水平距离,进而判断即可得解.
【详解】解:①观察函数图象,铅球行进的高度y随水平距离x的变化而变化,图象的最高点即为抛物线的顶点.
由图象可知,顶点的坐标为,其中,横坐标4表示铅球在水平距离为4米时达到最高点,纵坐标5表示此时的高度为5米,所以,铅球到达最高点时距离地面5米.
②铅球被推出的距离是指铅球落地时与起点的水平距离.当铅球落地时,其高度可为0.
观察图象,抛物线与x轴(即的直线)的交点坐标为,这表示当水平距离x为10米时,高度y变为0,即铅球落地,所以,铅球被推出的距离是10米.
5.如图,小静和小林在玩沙包游戏,沙包(看成点)抛出后,在空中的运动轨迹可看作抛物线的一部分,小静和小林分别站在点和点处,测得距离为,若以点为原点,所在直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,小林在距离地面的处将沙包抛出,其运动轨迹为抛物线的一部分,小静恰在点处接住,然后跳起将沙包回传,其运动轨迹为抛物线的一部分.
(1)求,的值.
(2)小林在轴上方的高度上,且到点水平距离不超过的范围内可以接到沙包,若小林成功接到小静的回传沙包,求的整数值.
【答案】(1),
(2)的整数值为,
【分析】(1)待定系数法求出抛物线表达式即可求出的值,再利用,求出函数值即可求出的值.
(2)根据题意确定的坐标范围是,代入坐标求出的取值范围,根据为整数要求解即可.
【详解】(1)解:由题意,得,
将代入抛物线,得
,
解得.
∴抛物线+2,
∴时,,
∴.
(2)解:∵小林在轴上方的高度上,且到点水平距离不超过的范围内可以接到沙包,
∴此时,点的坐标范围是.
当抛物线经过点时,
,
解得
当抛物线经过点时,
,
解得
∴
∵为整数,
∴符合条件的的整数值为,.
◆题型6 喷水问题
1.如图为喷泉某一截面的水流可看作关于轴对称的两条抛物线,右侧水流的竖直高度与距水管的水平距离之间满足,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,求出点B的坐标,可得到点A的坐标,即可求解.
【详解】解:对于,
当时,,
解得:,
∴点,
∵水流是关于轴对称的两条抛物线,
∴点A,B关于y轴对称,
∴点,
∴.
2.喷泉水流从垂直于水池底面的水管喷出,米.水流在各个方向上沿抛物线路径落入水池内.水流的落点到的水平距离为米.水流喷出的高度(米)与水平距离(米)满足关系,则水流喷出的最大高度是( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的应用、求二次函数的解析式、二次函数的性质,首先利用待定系数法求出二次函数的解析式,再利用二次函数的顶点坐标公式求出水流喷出的最大高度.
【详解】解:由题意可知,点的坐标是,点的坐标是,
可得:,
解得:,
抛物线的解析式为,
水流喷出的最大高度是,
水流喷出的最大高度是米.
故选:B.
3.大自然中有一种神奇的鱼——射水鱼,它能以极快的速度从口中射出水柱击落昆虫来捕食,射出的水柱呈抛物线形.如图,以射水鱼所在的位置为原点O建立平面直角坐标系,设水柱距水面的高度为,与射水鱼的水平距离为,y与x的函数表达式为,水柱的最大高度为.一只昆虫位于点处,水柱形成的时间忽略不计,射水鱼从原点O出发,需要水平向右游动________的距离才能击中昆虫.
【答案】或
【分析】首先确定原始抛物线的解析式为,设需要水平向右游动的距离才能击中昆虫,得到平移后的抛物线解析式为,把代入解析式求解即可.
【详解】解:根据题意,得y与x的函数表达式为,水柱的最大高度为,
故抛物线的解析式为,
由抛物线经过原点,
,
解得,
故抛物线的解析式为.
当时,,
故点不在抛物线上,
设需要水平向右游动的距离才能击中昆虫,
故平移后的抛物线解析式为,
把代入解析式,得,
整理,得,
或,
解得或,
故需要水平向右游动或的距离才能击中昆虫.
4.某广场上有一个小型喷泉,水流从垂直于地面的水管喷出,的长为,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落到地面上,某方向上抛物线路径的形状如图所示,落点到点的距离为.建立平面直角坐标系,水流喷出的高度(单位:)与水平距离(单位:)之间近似满足函数关系式(),则水流喷出的最大高度为_____________.
【答案】/米
【分析】由题意可得,抛物线经过点和,把上述两个点的坐标代入二次函数表达式,可求出a和c的值,则抛物线的解析式可求出,再把抛物线解析式化为顶点式即可求出水流喷出的最大高度.
【详解】解:由题意可得,抛物线经过点和,
把上述两个点坐标代入二次函数表达式得:
,
解得:,
∴函数表达式为:,
∵,故函数有最大值,
∴当时,y取得最大值,此时,
答:水流喷出的最大高度为.
5.某市消防中队引进一种新型用于高层消防的举高喷射消防车,为了熟练掌握其性能,在某广场进行了一次消防演练.如图所示,打开云梯后,消防车喷水口离地面的高度为,水流落地点为点,喷出的水流呈抛物线型.以所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系.(喷水装置和水流粗细忽略不计)已知,,从处喷出的水流高度与水平距离之间的关系为.
(1)求,的值;
(2)在水压和喷口方向不变的情况下,此时水流高度能达到的最大高度是多少米?
(3)点在点正前方米处,在水压和喷口方向不变的情况下,要求在处的水流高度达到米,则消防车从点沿方向应至少前进多少米?
【答案】(1),
(2)水流高度能达到的最大高度是米
(3)消防车从点沿方向应至少前进米
【分析】(1)根据已知数据确定点、,再利用待定系数法求解即可;
(2)将抛物线表达式转化为顶点式,即可得到答案;
(3)先求出当时,,,再由平移即可得出结论.
【详解】(1)解:∵,,
∴,,
将和代入中,得,
解得;
(2)解:由(1)知抛物线的表达式为:,
将表达式转化为顶点式为:,
∴抛物线的顶点坐标为,
∴水流高度能达到的最大高度是米;
(3)解:令,即,整理得:,
解得:,,
∵点在点正前方米处,
∴,
∴至少需前进(米),
∴消防车从点沿方向应至少前进米.
◆题型7 增长率问题
1.红光公司今年月份生产儿童玩具万件,计划之后两个月增加产量,如果月平均增长率为,那么第三季度儿童玩具的产量(万件)与之间的关系应表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的应用,根据题意列出函数解析式即可,读懂题意是解题的关键.
【详解】解:由题意得,,
故选:.
2.共享单车为市民的出行带来了方便,某单车公司第一个月投放1000辆单车,计划第三个月投放单车数量比第一个月多440辆,设该公司第二、三个月投放单车数量的月平均增长率为x,则x的值为( )
A.1.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据该公式第一个月及第三个月单车的投放量,即可得出关于的一元二次方程,解之取其正值即可得出结论.
【详解】解:根据题意得:,
解得:,(不合题意,舍去).
所以该公司第二、三两个月投放单车数量的月平均增长率为.
故选:C
【点睛】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
3.某玩具厂7月份生产玩具200万只,9月份生产该玩具y(万只).设该玩具的月平均增长率为x,则y与x之间的函数表达式是____.
【答案】
【分析】由题意知,8月份生产玩具万只,9月份生产该玩具万只,依题意得,.
【详解】解:由题意知,8月份生产玩具万只,9月份生产该玩具万只,
依题意得,,
故答案为:.
【点睛】本题考查了二次函数的应用.解题的关键在于根据题意正确的列等式.
4.农机厂第一个月水泵的产量为50(台),第三个月的产量y(台)与月平均增长率x之间的关系表示为___________.
【答案】
【分析】如果起始是a,增长率是b,第一个月以后是a+ab=a(1+b);第二个月是a(1+b)2.
【详解】第二个月是50(1+x),
第三个月是50(1+x)2
所以答案为y=50(1+x)2
【点睛】考查了增长率问题.
5.芯片行业是制约我国工业发展的主要技术之一.经过大量科研、技术人员艰苦攻关,我国芯片有了新突破.某芯片实现国产化后,芯片价格大幅下降.原来每片芯片的单价为元,准备进行两次降价,如果每次降价的百分率都为,经过两次降价后的价格为(元).
(1)求与之间的函数关系式;
(2)如果该芯片经过两次降价后每片芯片单价为元,求每次降价的百分率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用经过两次降价后的价格原价每次降价的百分率,即可找出与之间了函数关系式;
(2)根据该芯片经过两次降价后每块芯片单价为元,即可得出关于的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可得出结论.
【详解】(1)∵每次降价的百分率都为,经过两次降价后的价格为(元)
∴依题意得:,
∴与之间的函数关系式为;
(2)依题意得:,
解得:,(不符合题意,舍去),
∴每次降价的百分率为20%.
【点睛】本题考查了一元二次方程的应用以及二次函数关系式,解题的关键是:(1)根据各数量之间的关系,找出y关于x的函数关系式;(2)找准等量关系,正确列出一元二次方程.
◆题型8 其它问题
1.小明以二次函数的图象为灵感设计了一款杯子,如图为杯子的设计稿,若,,则杯子的高为( )
A.14 B.11 C.6 D.3
【答案】B
【分析】首先由求出点的坐标为,然后根据,可知点的横坐标为,代入抛物线解析式,得到,则,又,则可知杯子高度.
【详解】解:,
点的坐标为,抛物线的对称轴为,
,
,
点的横坐标为:,
当时,,
点纵坐标为14,
点的纵坐标为,
,
,即杯子的高度为11.
2.电暖气(如图1)可以通过旋钮开关调节电路的总电阻来控制电流的变化,从而实现功率的改变.在额定功率范围内,电暖气电路的电流I(单位:A)与实际功率P(单位:W)的二次函数图象如图2所示,下列结论中错误的是( )
A.当时,
B.P与I的函数关系式是
C.在额定功率范围内,P随I的增大而增大
D.I每增加,P的增加量相同
【答案】D
【分析】根据图像中提供的信息可以判断A;待定系数法求出函数解析式即可判断B;根据函数性质进行求解,即可判断C;根据函数性质进行求解.
【详解】解:由题图2可知,当时,,故选项A中结论正确,不符合题意;
根据题意,设P与I的函数关系式为(,),把点代入,得,
,
∴P与I的函数关系式是,故选项B中结论正确,不符合题意;
由题图2可知,在额定功率范围内,P随I的增大而增大,故选项C中结论正确,不符合题意;
I每增加,P的增加量不相同,故选项D中结论错误,符合题意.
3.在北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛中,我国运动员的精彩表现让人叹为观止,已知运动员从高的跳台滑出后的运动路线是一条抛物线,设她与跳台边缘的水平距离为,与跳台底部所在水平面的竖直高度为,y与x的函数关系式为,当她与跳台边缘的水平距离为________m时,竖直高度达到最大值.
【答案】8
【分析】根据二次函数的性质,当二次项系数小于0时,抛物线开口向下,在顶点处取得最大值,利用顶点横坐标公式求解即可.
【详解】解:函数关系式为,
,,
∴对称轴
,
抛物线开口向下,有最大值
当时,竖直高度达到最大值
当她与跳台边缘的水平距离为时,竖直高度达到最大值.
4.从地面竖直向上发射的物体离地面的高度(单位:)满足关系式,其中(单位:)是物体运动的时间,(单位:)是物体被发射时的速度.社团活动时,科学小组在实验楼前从地面竖直向上发射小球.小球被发射后________时离地面的高度最大(用含的代数式表示).
【答案】
【分析】是关于的二次函数,二次项系数小于零,抛物线开口向下,顶点处取得最大值,只需计算二次函数顶点的横坐标即可得到结果.
【详解】由题意可知,是关于的二次函数,其中,,.
∵,
∴抛物线开口向下,当等于顶点横坐标时,取得最大值,
根据二次函数顶点横坐标公式得:,
∴小球被发射后时离地面的高度最大.
5.问题情境
新能源汽车高质量超级充电站快速发展,致力于实现“1秒钟充电1公里”.如图1,是一个新能源超级充电站,勤思小组对该超级充电站的设计方案和消防设备进行了研究.
研究步骤
如图2是该超级充电站的截面图,是安装充电桩的墙面,是充电站顶部的膜结构棚顶,可近似地看作抛物线的一部分,以点O为原点,表示地面的直线为x轴,所在的直线为y轴,建立如图2所示的平面直角坐标系.已知,点B为所在抛物线的最高点,其坐标为.
(1)求所在抛物线的函数表达式.
问题解决
如图2,点C是上干粉灭火器的安装点,是长度为的干粉灭火器装置,点D为干粉喷射点.已知干粉喷射点D距离地面时,对地面的保护半径为.对空间的保护截面可近似地看作顶点为D的抛物线与x轴组成的封闭区域.安装点C可根据需要在所在抛物线上滑动,从D点喷出的干粉形成的抛物线形状相同.
(2)若干粉喷射点D距地面的高度恰好为时,灭火器喷射时能不能覆盖着火点?请说明理由.
【答案】(1)
(2)解:不能覆盖着火点
理由如下,由题意得,,
对于,
令,则,解得或,
,
∴点,
∴点.
设此时抛物线的解析式为,
∵对地面的保护半径为,
∴此抛物线与x轴的两个交点为和,即和,
将代入得,解得,
∴抛物线的解析式为,
令,则,
∴点在抛物线与x轴形成的区域的外侧,
∴不能覆盖着火点.
【分析】(1)设出顶点式,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出新的抛物线的解析式,求出时的函数值,进行判断即可.
【详解】(1)解:由题意,所在抛物线的顶点坐标为,点,
∴设所在抛物线的解析式为,
将点代入得,解得,
所在抛物线的解析式为,即;
(2)略
综合攻坚·知能拔高
1.杭州世界羽联巡回赛总决赛,我国运动员勇夺混双冠军,羽毛球在空中行进的高度y(米)与水平距离x(米)之间满足关系为,则羽毛球飞出的最大高度为( )
A.2米 B.2.5米 C.2.8米 D.3米
【答案】A
【分析】求羽毛球最大高度即求二次函数的最大值,可化为顶点式求解.
【详解】解:,
∵,
∴当时,取得最大值,最大值为米.
2.水上乐园是主题公园的一种,多数娱乐设施与水有关,常见的设施有:水滑梯、造浪设备、漂流河、滑板等.如图1,是水滑梯项目中的一段滑道,滑道路线可以看作是抛物线的一部分,小强从这段滑道的最高处下滑,其路线如图2所示,当他在水平方向滑行了时,下滑到最低点C处,即点C的坐标为,由于惯性再滑动一段后到达点B,从点B处落入水中.若点B的坐标为,则小强下滑前的竖直高度(即的长)为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出抛物线的解析式为:,然后把代入抛物线解析式,求出结果即可.
【详解】解:设抛物线的解析式为:,把代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:,
把代入得:,
∴.
3.如图,物流无人机在配送包裹时,将无人机当作一个点看,其飞行轨迹可近似看作抛物线的一部分,设无人机从地面原点处起飞,飞行路线为 ,已知无人机在飞行过程中达到的最大高度为米,则该抛物线的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据无人机在飞行过程中达到的最大高度为米,得到 ,把代入解析式,确定值即可.
【详解】根据题意得 ,
抛物线的解析式为,
把代入解析式,得,
解得,
抛物线的解析式为.
4.如图,是等腰直角三角形,,,点是边上一个动点,沿的路径运动,过点作于点,设,的面积为,则下列能大致反映与函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】过A点作于H,利用等腰直角三角形的性质得到,,分类讨论:当时,如图1,易得,根据三角形面积公式得到;当时,如图2,易得,根据三角形面积公式得,于是可判断当时,y与x的函数关系的图象为开口向上的抛物线的一部分,当时,y与x的函数关系的图象为开口向下的抛物线的一部分,然后利用此特征可对四个选项进行判断.
【详解】解:过A点作于H,
∵是等腰直角三角形,
∴,,
当时,
∵,
∴,
∴,
∴;
当时,如图2,
∵,
∴,
∴,
∴,
当时,y与x的函数关系的图象为开口向上的抛物线的一部分,当时,y与x的函数关系的图象为开口向下的抛物线的一部分,故B选项符合题意.
5.如图,在体育测试中,小亮同学掷实心球时,实心球沿抛物线运行,其中是实心球离初始位置的水平距离,是实心球离地面的高度.若实心球抛出时离地面的高度为,则实心球掷出的水平距离为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】利用待定系数法求出二次函数的解析式,求出当时对应的的值,即可得到实心球掷出的水平距离.
【详解】解:为,
点的坐标为,
把点的坐标代入,
可得:,
解得:,
抛物线的解析式为,
当时,可得:,
解得:,(舍去),
所以实心球掷出的水平距离为米.
6.我们在求代数式的最小值时,可以考虑用如下方法求得:
解:
∵,∴,∴的最小值是4.
请用上面的方法解决下列问题,某居民小区要在一块一边靠墙(墙长)的空地上建一个长方形花园,花园一边靠墙,另三边用总长为的栅栏围成.如图,设,则当_____时,花园的面积最大是_____.
【答案】 5
【分析】根据矩形的面积公式列出函数关系式,再根据二次函数的性质求最值.
【详解】解:设,则,面积为,
由图可得:,
∵,
∴,
又∵且,
∴,
∴当时,y取得最大值,此时.
7.道县某商贸公司以每千克40元的价格购进一种干果,计划以每千克60元的价格销售,为了让顾客得到更大的实惠,现决定降价销售,已知这种干果销售量y(千克)与每千元降价x(元)之间满足一次函数关系(其图象如图所示),则这种干果每千克降价___________元时,可获得最大利润.
【答案】5
【分析】利用待定系数法可求出;设获得的利润为W元,根据总利润每千克的利润销售量列出W关于x的二次函数关系式,再利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:设,
由题意得,,
∴,
∴;
设获得的利润为W元,
则
,
∵,
∴当时,W有最大值,最大值为2250,
∴这种干果每千克降价5元时,可获得最大利润.
8.如图,某建筑物的截面可以视作由两条线段,和一条曲线围成的封闭的平面图形.已知 ,曲线是以点为顶点的抛物线的一部分, ,点到、的距离分别为 和 ,则的长为________________.
【答案】
【分析】利用顶点式求出二次函数解析式,进而得出答案,利用时,求出y的值即可得出的长.
【详解】解:由题意知,
∵点是抛物线的顶点,可设抛物线的解析式为:,
点在抛物线上,可得,,
解得:,
因此,;
当时,,
所以,.
9.2026年6月11日晚,“吴越杯”足球赛决赛,金华队对阵温州队.金华队在第83分钟时一记大力抽射,扳平比分.最终点球以战胜温州队,获得冠军.如图,据球迷目测,该球员在距离球门24米处射门,当球飞出14米远处,达到最高点,最终在球门离地面1.2米高处入网.这条抛物线的表达式为_________.
【答案】
【分析】先求出点的横坐标为,设这条抛物线的表达式为,再利用待定系数法计算即可得出结果.
【详解】解:由题意可得:点的横坐标为,
设这条抛物线的表达式为,
将,代入解析式得,
解得,
∴.
10.如图1,据生物学资料介绍,射水鱼会从口中射出一股水流击中昆虫达到捕食目的,其射出的水流可以看作一条抛物线的一部分(不考虑空气阻力).图2是一次捕食中一条射水鱼发现一只昆虫后射出水流的图象,其中水流从点射出,水流运动的高度与水平距离近似满足函数关系.若这只昆虫在点,则这次射出的水流______击中昆虫.(填“能”或“不能”)
【答案】不能
【分析】本题主要考查了二次函数的应用.根据题意,把代入,把结果与50比较即可.
【详解】解:把代入,得,
,
不能击中昆虫.
11.发石车(图1)是古代一种攻城器械,据《三国志》记载:曹操创制发石车,攻破袁绍军壁楼.如图2,发石车位于点O处,其前方有一堵壁楼,其防御墙的竖直截面为矩形,墙宽为2米,点B与点O的水平距离为28米,垂直距离为6米.以点O为原点,水平方向为x轴方向,建立坐标系,将石块当作一个点看,其飞行路线近似看作抛物线.
(1)若发射石块在空中飞行的最大高度为10米,求函数表达式(不写x的范围);
(2)石块能否飞越防御墙?请说明理由.
【答案】(1)
(2)石块能飞越防御墙;
理由如下:由题意知,点的坐标为,
;
当时,,
石块能飞越防御墙.
【分析】(1)由题意知,函数的最大值为10,即;再把原点坐标代入,即可求得函数解析式;
(2)确定点C的坐标,求出函数取点C的横坐标时的函数值,与点C的纵坐标比较,若大于点C的纵坐标,则能飞越,否则不能;
【详解】(1)解:由题意得,函数的最大值为10,即,
将点代入抛物线,得,
解得,
此抛物线的表达式;
(2)略
12.学校科学社团成员制作了一个物体发射器,可使用该发射器从地面竖直向上发射出物体,已知发射出的物体离地面的高度h(单位:m)满足关系式,其中t(单位:s)是物体运动的时间,用发射器(发射器的高度忽略不计)将一个小球以初速度从地面竖直向上发射.小球的高度能否达到?若能,请求出运动时间;若不能,请说明理由.
【答案】小球的高度不能达到,理由如下:
,
.
根据题意,把代入,得,
.
,
方程无实数根,
小球的高度不能达到.
【分析】把代入函数解析式,得到关于的一元二次方程,由判别式判定方程是否有解即可.
【详解】略
13.某地欲搭建一桥,桥的底部两端间的距离称跨度,桥面最高点到的距离称拱高,如图,已知这座桥的跨度米,拱高米,且设计方案为抛物线型,抛物线的解析式为.现有一艘宽为15米的货船,船舱顶部为方形,并高出水面米,此货船能否顺利通过这座桥?请说明理由.
【答案】货船不能顺利通过这座桥,理由如下:
当时,即,
解得,.
,且,
货船不能顺利通过该桥.
【分析】根据题意,当时,可得方程,再解方程,即可得出结论.
【详解】略
14.实心球是某地中考体育项目之一,小军在某次掷实心球训练中,实心球被掷出后的运动路线可以看作是如图所示的抛物线的一部分,已知小军投掷时出手点距地面(即),实心球的落地点在点处,且球运动至最高点时距地面,距出手点的水平距离为.设实心球掷出后距地面的竖直高度为,距出手点的水平距离为.以所在直线为轴,所在直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求图中抛物线的函数解析式;
(2)若实心球投掷成绩(即出手点与落地点的水平距离)不小于为满分,请判断小军本次投掷实心球能否得满分.
【答案】(1)
(2)小军第一次投掷实心球不能得满分
【分析】(1)设抛物线的表达式为,将代入解得即可;
(2)令,解得,与比较即可.
【详解】(1)解:由题意,可知抛物线最高点的坐标为,
设抛物线的表达式为,
将代入,
得,
解得.
∴本次掷实心球时运动路线所在抛物线的表达式为;
(2)解:令,
解得(负值已舍去),
∴实心球出手点与着陆点的水平距离为.
,即,
,
∴小军本次投掷实心球不能得满分.
15.在蔬菜之乡寿光,高温蔬菜大棚(如图1)种植技术已十分成熟.付峰同学家建有一个长为160米的蔬菜大棚,其横截面顶部为抛物线型,大棚的一端固定在离地面高1米的透明墙体A处(墙体A的一面,面向正南),另一端固定在离地面高3米的墙体处(B处为厚实土墙),现对其横截面建立如图2所示的平面直角坐标系.已知大棚上某处离地面的高度(米)与其离墙体A的水平距离(米)之间的关系满足,现测得两墙体之间的水平距离为12米.
(1)直接写出的值;
(2)求大棚的最高处到地面的距离;
(3)付峰同学的爸爸欲在大棚内种植黄瓜,需搭建高为米的竹竿支架若干,已知大棚内可以搭建支架的土地平均每平方米需要4根竹竿,则共需要准备多少根竹竿?
【答案】(1);
(2)大棚最高处到地面的距离为米;
(3)共需要(根)竹竿.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)将(1)中函数解析式化为顶点式,然后求解即可;
(3)根据题意得出,然后结合题意即可求解.
【详解】(1)解:由题意知点坐标为,点B坐标为
将、坐标代入得:
解得:;
(2)解:
当时,有最大值,即大棚最高处到地面的距离为米;
(3)解:当时,
解得,
∵,
∴大棚内可以搭建支架的土地的宽为(米),
又∵大棚的长为160米,
∴需要搭建支架部分的土地面积为(平方米)
∴共需要(根)竹竿.
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